中国西北内陆盆地水分垂直循环及其生态学意义

中国西北内陆盆地中的地下水系统,对维系其浅表水分、热量、盐分均衡以及地表的生态平衡、土壤的资源属性和局部地域气候相对稳定性具有不可或缺的调节作用,这种调节作用是通过饱和带水、包气带水(土壤水)、近地表大汽水和植物体内水("四水")之间的垂直循环来实现的.目前的相关研究主要侧重于地下水与地表植被类型间对应关系的统计分析,较少涉及水分运移的机制;而以水分垂直循环的动力学机制为研究对象的SPAC系统(土壤-植物-大气连续体),则对地下水的重视程度不够,且存在着尺度转换的困难,更为完整的应该是GSPAC系统(地下水-土壤-植物-大气连续体).干旱区内陆盆地地下水生态效应的研究需要开展以下的工作:"四水"垂直循环的动力学过程与机制研究,尤其是饱水带-包气带界面水、汽、热转化过程的研究;人类活动影响下地下水系统演化特征的研究,它不仅是实现水分垂直循环研究的最终目的——水资源合理开发利用的中间环节,更是将"四水"垂直循环这一微观水文循环过程与区域水文循环过程相结合,实现尺度转化的关键所在.     

动态城市交通网络优化模型研究及算法设计

在城市交通网络中,行车路线所耗时间是用户关心的关键因素之一.本文构建了基于时间因素的城市交通网络模型,为反映交通网络随时间动态变化的特性,网络模型中弧的权重是和时间统计变量相关.本文设计了交通网络模型算法,并对算法进行了详细的论述.针对实际交通网络的行驶线路选择人群中乐观型、保守型和折中型,给出了路线选择的简化模型.文...     

混沌优化算法在土质边坡稳定性分析中的应用

确定边坡最危险滑动面并计算与之相对应的安全系数是边坡支护的重要任务。本文结合简化Bishop法,用一种新的智能优化算法混沌优化算法来搜索全局最优解。该方法利用混沌运动本身具有遍历性、随机性、规律性等内在特点,能在一定范围内按其自身规律不重复地遍历所有状态,易于跳出局部最优解,具有很强的全局搜索能力。通过坡高为12.3m的某电厂三层土质边坡的典型算例分析,并和遗传算法、枚举法计算结果对比可知,计算结果超于一致,其差值接近于0,因此混沌优化算法能在很高精度下搜索到全局最优解,能很好地解决边坡稳定性分析中的优化问题。     

基于原位双环、试坑浸水试验和数值模拟反演的Q3黄土饱和渗透系数对比研究

为准确获取原状Q3黄土的竖向和水平饱和渗透系数,进行了原位、室内试验测试以及数值模拟反演,并应用大型试坑浸水试验检验了所获饱和渗透系数的可靠性。进行了不同内径尺寸的原位双环入渗试验,获取了竖向饱和渗透系数,并应用室内试验测试了竖向和水平饱和渗透系数以及持水曲线;应用COMSOL软件对双环入渗试验进行数值模拟,检验了所测饱和渗透系数的可靠性,利用正交试验获得了最优的竖向和水平饱和渗透系数取值,并利用反演结果对试坑进行数值模拟,将其水分入渗情况与实测值对比。研究结果表明：在现场进行双环入渗试验时选取较大内径的双环获得的竖向饱和渗透系数更为合理。针对双环入渗试验,数值模拟反演所得最优饱和渗透系数在竖向上接近于原位试验所得竖向饱和渗透系数、水平向上接近室内所测水平向饱和渗透系数,竖向饱和渗透系数比水平向饱和渗透系数更加显著地影响水分入渗过程。通过对大型试坑水分入渗情况的验证,检验了反演所得最优饱和渗透系数的可靠性。     

2000—2017年新疆城镇体系网络结构及规模特征探析

基于城市空间网络结构和规模特征两个方面,运用修正引力模型、社会网络分析、标准差椭圆分析、中心职能模型、泰尔指数模型等,综合刻画2000—2017年新疆城镇体系区域经济的空间发展规律及变化差异。结果表明：（1）从城市空间网络结构来看,新疆城镇体系城市网络的范围持续扩张,等级分层较为突出,空间上表现为以乌昌石城镇群为核心逐级递减的单核圈层结构。联系网络的密度有所下降,但变化较小,各子城镇群的区域联系有待加强。新疆城镇体系的内部凝聚力远大于外向辐射力,整体上形成资源不断涌向核心区域的现象,正处于发展严重不协调阶段。（2）从城市规模特征来看,新疆城镇体系的区域格局主导方向为“东北-西南”,空间结构长期稳定,核心区域集中在天山中部,总体呈现“一级超强,分散组团”的发展格局,乌昌石城镇群与其他区域差距悬殊且极化现象愈加突出,各子区域间表现出明显的等级差异。同时,各地区的差距不断增大,发展也相对割裂,没有形成良好的互动,城镇职能配置不断转移,呈现显著的“虹吸”效应。总体来看,研究区的“中心-外围”特征显著,区域经济格局虽然存在一定弊端,但等级严序的分层结构,次级城镇群间差异较小等特征为优化经济格局框架创造了可能。     

高轨空间碎片的观测模拟

对高轨空间碎片进行了观测模拟。在观测模拟中，分别选取南京和云南两个观测站；采用2种跟踪方式：跟踪恒星和跟踪卫星；对于同一地理经度上的同步卫星进行了观测；提供了发现新目标的方法；并给出了新目标的初轨。这为我国空间碎片的数据库的建立作了有益的尝试，对于卫星和航天器的飞行安全具有特别重要的意义。     

基于偏正态概率分布的粒度分布次总体分离及其沉积环境指示意义

沉积物颗粒是某种沉积环境和水动力条件下多个沉积过程的最终产物。粒度分布是原始沉积信息的载体,是来自不同沉积过程的多个次总体的叠加,频率曲线可能表现为双峰或者多峰特征。传统的沉积学粒度分析方法并未深入研究次总体;常见的概率分布模型在分离次总体后无法全面计算统计参数。本文以214份鄱阳湖现代沉积物的粒度分布数据为例,利用偏正态概率分布模型共分离提取977个次总体,计算各个次总体的统计参数,并对比分析了不同沉积环境中次总体参数的异同。结果表明：① 次总体均值、方差、偏度、峰度、所占百分比和最大频率等参数规律明显;② 从曲流河河道到河流末端、在河流末端顺流方向上和河道左右两侧远离河道方向上,粒度分布中主要次总体粒度均值逐渐减小,河道间洼地和湖区沉积物粒度分布的各个次总体占比接近;③ 江心洲的河道砂和河漫滩细粒粒度分布分别由3种和5种不同类型次总体组成。该方法可为沉积环境的定量判断和沉积过程的定量研究提供参考。     

Quasi-static analysis of strike fault growth in layered media

We study the effects of structural inhomogeneity on the quasi-static growth of strike-slip faults. A layered medium is considered, made up of an upper layer bounded by a free surface and welded to a lower half-space with different elastic property. Mode III crack is employed as a mathematical model of strike-slip fault, which is nucleated in the lower half-space and then propagates towards the interface. We adopt FEM-β, newly proposed analysis method for failure, to simulate the quasi-statistic crack growth governed by the stress distribution in layered media. Our results show that along planar traces across interfaces a compliant upper layer has significant effects on promoting/suppressing crack growth before/after its extension into the layer and vice versa for a rigid one. This proposes a possibility that surface breaks due to strike-slip faulting could be arrested by deposit layers at the topmost part of the Earth's crust.     

关于地理实体编码设计和应用的研究

本文以考虑地理实体编码在地理空间数据更新中的应用为出发点,对地理实体编码的设计进行了初步研究。通过分析和试验建立了一套统一的编码规则,使之能适应于数据生产中要素的自动编码,并为实现要素快速定位、变化要素自动级联更新等应用创造有利的技术支持。     

吸湿凝结水对荒漠地区生物土壤结皮生态功能的影响综述

生物土壤结皮可以作为一种模式系统来研究复杂的生态学问题,而吸湿凝结水是生物土壤结皮在干旱期维持功能活性的基础,吸湿凝结水输入期间生物土壤结皮的生理活动会影响土壤中的碳交换和许多生物地球化学过程,因此,在荒漠生态系统中,地表吸湿凝结水与生物土壤结皮的关系研究显得尤为重要。但由于吸湿凝结水的形成过程受下垫面特征以及诸多热力及气象环境要素的影响,需要基于土壤学、生物学、气象学、物理学和表面科学等学科的交叉集成研究。在综述国内外研究动态的基础上,根据吸湿凝结水形成的物理基础,对比分析了不同原理测量方法的优缺点及发展趋势,从吸湿凝结水对生物土壤结皮的作用机制和生物土壤结皮发育对吸湿凝结水形成的影响两方面总结和讨论了目前吸湿凝结水形成与生物土壤结皮关系研究的进展和不足,根据现有研究结果,阐述了在未来全球变化背景下,非降雨水输入特征的改变及对生物土壤结皮发育和荒漠生态系统功能的生态作用,并提出了当前研究中存在的问题及未来的研究重点,这些问题的解决将提高我们对荒漠生态系统稳定性和可持续性的科学认知水平。